Модуль фильтров для борьбы с акустической обратной связью. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

В статье автором предложен несложный блок режекторных фильтров, предназначенный для работы в составе модульного микшерного пульта ("Радио", 2003, № 2, 3) системы звукоусиления. Этот блок позволяет подавить паразитную акустическую связь между микрофонами и акустической системой без заметного ухудшения качества. Как уже указывалось в первой статье, изменяемый набор модулей существенно расширяет сферу применения этого малогабаритного пульта для звукозаписи и звукоусиления.

Самые большие неприятности при звукоусилении обычно доставляет возникновение акустической обратной связи ("feedback"), и борьбе с нею посвящено большое число публикаций. Для подавления этого эффекта существует множество устройств, имеющих свои недостатки и достоинства. Но было бы странно рекомендовать установку в простой любительский пульт [1] дорогостоящих цифровых фильтров или устройства сдвига спектра частот. Поэтому остановимся на более простых вариантах.

Считается, что чаще всего акустическая "завязка" возникает в диапазоне частот 125 Гц... 4 кГц, в первую очередь, на частотах повышенной чувствительноети микрофонов и акустических систем при их неудачном расположении или наличии отражений звука в помещении. Понятно, что для срыва генерации в системе звукоусиления необходимо либо уменьшить усиление, либо изменить фазу сигнала. При снижении общего усиления теряется смысл самого звукоусиления. Можно применить простой пороговый шумоподавитель и уменьшить усиление только сигналов с низким уровнем, но этот способ применим, если нужно усилить голос только одного человека. Но звуки, источники которых находятся дальше от микрофона, будут подавляться; далеко не всегда это допустимо. Значит, нужно снижать усиление сигнала только на той частоте, на которой возникла "завязка". Это можно сделать с помощью перестраиваемых режекторных фильтров. Чтобы не вносить заметных частотных искажений в сигнал, заграждающие фильтры должны быть узкополосными.

Считается, что "вырезание" полосы частот из спектра сигнала шириною менее 0,1 октавы совсем незаметно даже при прослушивании симфонической музыки, а на речи вполне допустимо увеличить эту полосу до 0,2...0,3 октавы. На практике с такой задачей успешно справляются третьоктавные графические эквалайзеры, но уж очень они громоздки. Значительно удобнее использовать параметрические эквалайзеры или узкополосные перестраиваемые режекторные фильтры. Обычно узкополосные фильтры имеют очень большое затухание на частоте настройки, но из их амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) следует (кривая 1 на рис. 1), что уменьшение усиления на 4...5 дБ происходит при довольно широкой полосе, а это уже наносит заметный ущерб качеству звучания.

Для устранения "завязки" совсем нет необходимости вносить большое затухание. Поэтому при работе можно было бы не использовать часть АЧХ режекторного фильтра: если в верхней части частотной характеристики фильтра "отрезать" 20...30 дБ, то и полоса режекции станет очень узкой и вносимое фильтром затухание останется вполне достаточным. Проще всего такую задачу решить, если вместо фильтра использовать перестраиваемый узкополосный усилитель и в нужной пропорции смешать (суммировать) сигнал с фильтра в противофазе с основным сигналом. Эта "пропорция" и обеспечит формирование нужной части АЧХ. Кривая 2 на рис. 1 показывает АЧХ узкополосного усилителя, настроенного на частоту 100 Гц, а кривая 3 соответствует характеристике фильтра, снятой на выходе сумматора

В модуле используется два таких фильтра (рис. 2), собранных на микросхемах DA2 и DA3.

(нажмите для увеличения)

Схемы фильтров совершенно одинаковы и отличаются только номиналами конденсаторов С15, С17 и С20, С21. Первый из них можно перестраивать в полосе частот 50...750 Гц, а второй - в полосе 0,5...7 кГц. При желании можно изменить добротность и коэффициент усиления полосового усилителя [2]. Эти параметры определяют следующие соотношения сопротивлений резисторов в фильтрах:

Q = R17/R18;

K = R17/R16.

Нужно иметь в виду, что при очень узкой полосе вырезаемых частот трудно настроиться на частоту "завязки" и очень легко сбить настройку. При широкой полосе фильтра заметны на слух вносимые им частотные искажения. Подстроечные резисторы R15 и R27 (СПЗ- 19а) позволяют выбрать используемую часть АЧХ установкой пропорции суммирования сигналов. Следует помнить, что при перестройке частоты фильтрации коэффициент усиления полосового усилителя несколько меняется. Каждый из фильтров включают при необходимости тумблерами SA1, SA2. Иногда возникает необходимость включать оба фильтра.

В модуле дополнительно предусмотрен перестраиваемый фазовый фильтр с ОУ DA1.3. Его схема значительно проще, но, изменяя фазу сигнала, с большой вероятностью можно получить возникновение генерации на другой частоте. На практике для устранения высокочастотной "завязки" лучше выбрать конденсатор С6 емкостью 2200 пФ, а для низкочастотной - увеличить ее до 0,01 мкФ. Кроме того, ОУ DA1.4, включенный как инвертор фазы, позволяет с помощью тумблера SA3 изменять фазу в тракте усиления сразу на 180°. Остальные ОУ (DA1.1, DA1.2) работают соответственно во входном и выходном каскадах. ОУ выходного каскада одновременно выполняет функцию сумматора.

При включении блока фильтров в пульт после входной линейки нужно подать сигнал непосредственно на вывод 13 DA1. Вместо элементов С1, R1 устанавливают перемычки, поскольку подобная цепочка уже есть на выходе входной линейки.

Из схемы видно, что тумблеры позволяют по желанию включить и отключить любое звено. Фазовые фильтры выключатся тумблером SA4 (в положении "OFF" режим "обхода"), а тумблер SA3 переключает сигнал либо на инверсию фазы сигнала, либо на плавную регулировку изменения фазы.

Конструкция модуля фильтров аналогична конструкции модулей любительского микшерного пульта [1].

Чертеж печатной платы представлен на рис. 3, а разметка передней панели модуля показана на рис. 4.

В конструкции используют микросхемы TL084 (TL074, К1401УД4). Все конденсаторы фильтров должны быть пленочные, например, К73-17

В практике работы такой блок практически всегда позволяет устойчиво устранить акустическую обратную связь. Регулировку фильтра необходимо делать в процессе проверки работоспособности системы перед началом мероприятия и после этого уже не перемещать акустические системы и микрофоны. Кстати, в аппаратуре со значительно более сложными цифровыми фильтрами, если изменить взаиморасположение микрофона и АС, автоматически производится перенастройка фильтров заново.

Литература

1. Кузнецов Э. Любительский модульный микшерный пульт. - Радио, 2003, № 2, с. 12-15; № 3, с. 10-12.
2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. - М.: Мир, 1993.

Автор: Э.Кузнецов, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Акустические системы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Спортсменам полезно полоскать рот сиропом 04.10.2010 Как показали физиологи из университета Окленда (Новая Зеландия), богатый углеводами сладкий напиток, даже если его не глотать, а прополоскать им рот и выплюнуть, придает энергии человеку. Шестнадцати подопытным добровольцам, многократно поднимавшим тяжелый груз, давали полоскать рот раствором сахара или столь же сладким раствором подсластителя. Уже через секунду после этого сила сокращения бицепсов у тех, кто пользовался сахарной водичкой, увеличивалась, хотя даже следы сахара, если они все же попали в желудок, могли усвоиться не менее чем через 10 минут. Физиологи предполагают, что вкусовые рецепторы дают сигнал уставшим мышцам: "держитесь, подкрепление уже на подходе". Этот эксперимент вдобавок свидетельствует, что наши вкусовые рецепторы умеют отличать настоящий сахар от синтетических заменителей.

Другие интересные новости:

▪ Рыбное филе с 3D-принтера

▪ Вирусы тоже болеют

▪ Устойчивые полимерные пластики из переработанных текстильных отходов

▪ Бесконечная энергия из черных дыр

▪ USB 3.1 со скоростью до 10 Гбит/с

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Типовые инструкции по охране труда (ТОИ). Подборка статей

▪ статья Правовая основа защиты населения России от чрезвычайных ситуаций. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какую науку часто называют наукой о студентах-второкурсниках и белых крысах? Подробный ответ

▪ статья Испанский шалфей. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Генератор для трассоискателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания с системой защиты от КЗ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026